Специалисты пытаются внедрять безмазутные плазменно-топливные технологии

НаукаHi-Tech

Безмазутные технологии на ТЭС экономят миллиарды

Мария Роговая

Советская технология скопирована в Китае методами обратного инжиниринга. Виктор Коротаев

Пылеугольное топливо для получения тепловой и электрической энергии используется уже более полувека. Но для его воспламенения и дальнейшего сжигания в определенном режиме необходимо довести температуру котла до нужного уровня. До недавнего времени это достигалось при помощи дорогостоящего и вредного для окружающей среды топочного мазута. Сегодня в развитых странах применяются современные плазменно-топливные технологии. Такие системы разрабатывают и пытаются внедрять специалисты Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН.

Расход мазута на российских теплоэлектростанциях составляет около 1 млн тонн в год стоимостью более $2,5 млрд. Если оценивать расходы на собственные нужды энергообеспечения ТЭС, то затраты на мазутное хозяйство составляют примерно 5%, на плазменные технологии — от 0,5 до 1%, то есть почти на порядок меньше. Для сокращения затрат на топливную составляющую при производстве электроэнергии на ТЭС России специалисты предложили отказаться от дорогостоящего мазута при растопке котлов и перейти на использование угольной пыли, которую можно воспламенить с применением плазменной безмазутной технологии.

Данная технология основана на термохимической подготовке к сжиганию пылеугольного топлива с помощью электрической дуги плазмотрона. Через электрическую дугу продувается под давлением поток воздуха, образующий плазму. Взаимодействуя с потоком аэросмеси, он нагревает его, способствуя выделению летучих веществ и последующему воспламенению угольной пыли. Первые опыты по внедрению такой системы были проведены еще в 1994 году на Гусиноозерской ГРЭС.

Китайские пророки в нашем отечестве

В России и на постсоветском пространстве плазмотроны постоянного тока и высокой мощности не получили распространения в энергетическом секторе в связи с их высокой стоимостью и большим сроком окупаемости. Технология плазменного воспламенения начала активно развиваться уже после приватизации предприятий энергетического сектора. Инновации в энергетику предполагают срок окупаемости от 5 до 10 лет, что совершенно не подходит для большинства частных инвесторов в России и во многих других странах. Однако в Китае технология плазменного воспламенения угля используется на 45% пылеугольных ТЭС. Первые испытания плазменной безмазутной растопки котла в Китае в 1995 году были проведены главным научным сотрудником КазНИИ энергетики Владимиром Мессерле.

Фактически технология была скопирована и освоена энергетиками Китая методами так называемого обратного инжиниринга. Этими словами описывается закупка готовой установки в качестве образца, после чего она полностью разбирается, изучается, патентуется заново и налаживается ее производство. Российские физики смеются, что у нас в стране прародители этого метода отлично понимают все нюансы плазменной технологии воспламенения и сжигания угля, но в энергетический сектор промышленности за 20 лет она так и не попала. А в Китае никто не интересуется научными основами функционирования таких систем, зато они оснастили плазменнотопливными системами практически полстраны. Более того, в начале 2000-х китайские производители плазмотронов уже под своими патентами поставляли эти системы в Россию, Корею, Индонезию и другие страны.

В Сибири вместо факельного сжигания в мощных плазмотронах сегодня активно развивается ее мини-аналог — силовая электроника небольшой мощности, которая в десять раз доступнее по цене и проще в обслуживании. Дорогостоящим инновациям на своих предприятиях собственники предпочли небольшие плазменные горелки переменного тока мощностью всего 10–20 кВт. Сотрудники высокотехнологичной компании КОТЭС не изобретали колесо, а решили, что маленькая плазменная дуга, как у сварочного аппарата,— отличная зажигалка для угольного топлива. Специалисты, которые работали с плазмотронами постоянного тока, так и называют эти устройства «зажигалками».

Принципиальное строение плазмотрона настолько простое, что сам по себе как сердце технологии он даже не подлежит патентованию, поскольку представляет собой два электрода с переменным напряжением, между которыми периодически возбуждается электрический разряд. Однако в плазменной горелке в комплексе со всем остальным оборудованием он может быть представлен в принципиально разных схемах, которые являются решающими для успеха технологии эффективной безмазутной растопки котлов. Здесь уже играет роль и автоматика, и аэродинамика процесса, и теплообмен в вихревых потоках угольной пыли — все эти исследования ученые Института теплофизики произвели на специально созданном экспериментальном стенде. Первую плазменную горелку специалисты готовили для ТЭЦ-10 в Ангарске по заказу «Сибтехэнерго». Она была опытным образцом и заменяла лишь одну из десяти мазутных форсунок.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Трапа нет, багаж с собой: откуда у большого советского лайнера Ил-86 эти 3 странные особенности Трапа нет, багаж с собой: откуда у большого советского лайнера Ил-86 эти 3 странные особенности

​​​​​​​Все пассажирские самолеты устроены примерно одинаково, но не Ил-86

ТехИнсайдер
Как запустить посудомоечную машину первый раз — инструкция и советы Как запустить посудомоечную машину первый раз — инструкция и советы

Как правильно запускать посудомоечную машину первый раз?

CHIP
Братские портреты Братские портреты

Братские портреты навсегда остались бы неизвестными, если бы не парное сочетание

Дилетант
От «коробочек» — к нелинейной архитектуре От «коробочек» — к нелинейной архитектуре

Как может выглядеть архитектура XXI века?

Монокль
«Мозг: еда и новизна. Почему нас тянет к новому и вкусному» «Мозг: еда и новизна. Почему нас тянет к новому и вкусному»

Как еда вызывает эмоции

N+1
Академик Петр Чумаков: вирусы позволяют увидеть раковые клетки и сформировать иммунный ответ Академик Петр Чумаков: вирусы позволяют увидеть раковые клетки и сформировать иммунный ответ

Вирусы дают надежду в лечении самых злокачественных видов рака

Наука
Поклон Осаке Поклон Осаке

Футуристическая, эксцентричная Осака сохранила дух настоящего нонконформизма

Y Magazine
Ничего личного Ничего личного

Как защититься от хейта в Интернете

Лиза
Ксения Хаирова Ксения Хаирова

О Валентине Талызиной, актрисе поистине уникальной

Караван историй
Все мы не молодеем: 5 тестов для оценки скорости старения Все мы не молодеем: 5 тестов для оценки скорости старения

Простые тесты, которые помогут понять, насколько вы справляетесь со старением

ТехИнсайдер
Временно недоступен Временно недоступен

Как паузы от рабочих звонков и чатов помогают повысить продуктивность работы

Ведомости
Счастье для всех недаром Счастье для всех недаром

Писатель Шамиль Идиатуллин — о роли Аркадия Стругацкого в его жизни

Weekend
Недосып и тревожность: как сон влияет на психику и почему возникают панические атаки Недосып и тревожность: как сон влияет на психику и почему возникают панические атаки

Почему недосып — это не просто усталость

Правила жизни
Свидание с Россией Свидание с Россией

Губернатор Ярославской области — чем заняться и где остановиться в регионе

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Крыло, похожее на тюльпан, – винт вертолета Крыло, похожее на тюльпан, – винт вертолета

Как всего два винта делают вертолёт летающей машиной?

Наука и техника
Алексей Маслов: «Для Китая Россия — это прежде всего точки продаж» Алексей Маслов: «Для Китая Россия — это прежде всего точки продаж»

Как развиваются связи РФ и КНР и чего ждать в будущем

РБК
3 бизнес-ошибки сооснователя страховой компании «Лучи» Михаила Беляндинова 3 бизнес-ошибки сооснователя страховой компании «Лучи» Михаила Беляндинова

Сооснователь страховой компании — о том, куда не стоит распылять ресурсы

Inc.
Музыка — не в нотах Музыка — не в нотах

Что мы потеряли в музыке за последние сто лет, педантично следуя нотам?

СНОБ
Гастрономия Гастрономия

Лучшие рестораны — новые и возрождённые

RR Люкс.Личности.Бизнес.
И снова в Канны И снова в Канны

Эту модель верфь выпустила в пару к уже строящейся As8 — более крупной яхте

Y Magazine
Светлая сила Светлая сила

Что такое фотовольтаические системы и из чего они состоят?

Y Magazine
Колледж учит жизни Колледж учит жизни

Куда идут работать после выпуска из учебного заведения выпускники колледжей

Ведомости
Флагман дальнего плавания Флагман дальнего плавания

Bering 165 — это судно с отвесным форштевнем и высоким бортом до миделя

Y Magazine
Искусство Искусство

Главные тренды и события мирового арт-рынка за 2025 год

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Свежий взгляд Свежий взгляд

Основательница компании Trinity Yachts Анна Гончарук о том, как начался ее путь

Y Magazine
Корабль с игрушками Корабль с игрушками

Чем заняться в чартере? Вопрос на первый взгляд кажется риторическим

Y Magazine
Простор для творчества Простор для творчества

Верфь Bilgin Yachts продолжает успешную серию 50‑метровых яхт Bilgin 163

Y Magazine
Отели Отели

Отели, которым нет равных, для самых взыскательных гостей

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Красота Красота

Новейшие технологии, научные открытия, драгоценные ингредиенты бьюти-индустрии

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Нефтесервис хочет заказов Нефтесервис хочет заказов

Почему растет выручка нефтесервисных компаний

Ведомости
Открыть в приложении